Question

18．小明利用電壓6V恒定不變的電源、滑動變阻器、電流表和電壓表．來測定小燈泡的電功率，但發(fā)現(xiàn)被測小燈部分字體模糊．只能看見“0.3A”的字樣，如圖所示是小明連接的部分電路，請你接著完成下列實(shí)驗(yàn)．
（1）用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖甲中的電路連接完整．
（2）進(jìn)行多次試驗(yàn)，小明將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄在表中：

電壓U/V	1.5	2.0
電流I/A	0.22	0.26	0.30
功率P/W	0.33	0.52
燈泡發(fā)光情況	燈絲暗紅	微弱發(fā)光	正常發(fā)光

當(dāng)電流表示數(shù)為0.3A時(shí)電壓表示數(shù)如圖乙所示，根據(jù)觀察的現(xiàn)象和記錄的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知：小燈泡的額定功率是
0.75W；燈泡隨實(shí)際功率的增大而變變亮．
（3）若將滑動變阻器的滑片移至最左端，電壓表的示數(shù)將變?yōu)?V，此時(shí)電流表的示數(shù)為0A．
（4）小明同時(shí)發(fā)現(xiàn)，這個(gè)實(shí)驗(yàn)記錄也可以用來計(jì)算小燈泡燈絲的電阻，并發(fā)現(xiàn)燈絲的電阻值隨電壓升高而增大，同學(xué)們想：導(dǎo)體的電阻不是與電壓、電流無關(guān)嗎？怎肯么會有這樣的結(jié)論呢？請你給他們作出合理的解釋：燈絲電阻隨溫度升高而增大．
（5）利用此套實(shí)驗(yàn)器材能否研究“導(dǎo)體上的電流與其兩端電壓的關(guān)系”？理由是不能，無法控制電阻不變．

Answer 1

分析 （1）將電流表小量程接入電路，
（2）根據(jù)電壓表的大量程讀數(shù)，由P_額=U_額I求小燈泡額定功率；由表中數(shù)據(jù)可知，燈泡隨實(shí)際電功率的增大而變亮；
（3）變阻器連入電路中的電阻為0，燈兩端的電壓為6V被燒壞，由此判斷兩表的示數(shù)；
（4）燈絲的電阻隨的升高而增大；
（5）研究導(dǎo)體上的電流與其兩端電壓的關(guān)系要保持電阻大小不變．

解答 解：（1）因小燈泡的額定電流為0.3A，故電流選用小量程，電流表和燈泡串聯(lián)，如圖所示；

（2）圖乙中電壓表的量程為0～15V，分度值為0.5V，示數(shù)為2.5V；即當(dāng)電流表示數(shù)為0.3A時(shí)，電壓表示數(shù)為2.5V，燈正常工作，小燈泡的額定功率P_額=U_額I=2.5V×0.3A=0.75W；比較表中數(shù)據(jù)可知，燈泡隨實(shí)際功率的增大而變亮；
（3）若將滑動變阻器的滑片移至最左端，變阻器連入電路中的電阻為0，此時(shí)電源電壓6V全部加在燈的兩端，因高于燈額定電壓的25%，故燈將燒壞；由于燈泡斷路，導(dǎo)致電壓表串聯(lián)在電路中，因電壓表內(nèi)阻很大，根據(jù)歐姆定律，電路中電流幾乎為0，即此時(shí)電流表的示數(shù)為0；此時(shí)電壓表測量電源電壓，電壓表示數(shù)為6V；
（4）實(shí)驗(yàn)過程中，燈絲的長度、橫截面積、材料都不變，電壓不同，燈絲的溫度不同，溫度升高，電阻增大；
（5）研究導(dǎo)體上的電流與其兩端電壓的關(guān)系要保持電阻大小不變，但燈的電阻隨溫度的變化而變化，無法控制電阻大小不變，故不能研究“導(dǎo)體上的電流與其兩端電壓的關(guān)系”．
故答案為：
（1）如上圖所示；
（2）0.75；  亮；
（3）6；0；
（4）燈絲電阻隨溫度升高而增大；
（5）不能，無法控制電阻不變．

點(diǎn)評 本題測定小燈泡的電功率，考查電路的連接、電功率的計(jì)算、影響電阻大小的因素、控制變量法的運(yùn)用等知識，屬于中等難度的題目．